Характеристики неустановившегося кругового движения
Результаты испытаний при установившемся круговом движении, хотя и являются общепринятыми, дают, в основном, представление о характеристиках устойчивости во всем диапазоне режимов движения и только в незначительной степени характеризуют экстремальные режимы, наиболее типичные для критических ситуаций, где выявляется активная безопасность автомобиля. Для действий водителя в критических ситуациях характерно совмещение управляющих воздействий (например поворот с торможением).
Критическая ситуация может возникнуть из-за неожиданного изменения условий движения-наезда на неровность, изменения коэффициента сцепления и т.д. Поэтому в последнее время в испытания автомобилей на устойчивость и управляемость включаются режимы кругового движения с зафиксированным рулевым управлением: наезд на единичное препятствие, выключение сцепления и торможение.
Во время испытаний по переезду через единичное препятствие при круговом движении с зафиксированным рулевым колесом исследуется изменение угловой скорости и поперечное отклонение от начальной траектории через 1 с после переезда через препятствие. Относительное изменение угловой скорости и поперечное смещение при этом могут быть приведены в функции поперечного ускорения, предшествовавшего наезду на препятствие.
Относительное изменение угловой скорости при наезде на препятствие для 15 испытанных автомобилей составляет 0,25-1,0, и поле характеристик практически не зависило от поперечного ускорения. Боковое смещение относительно траектории при круговом движении с радиусом 40 м интенсивно увеличивается с ростом поперечного ускорения и составляет при Wу=2м/с2 от 0 до 0,1м, при 6 м/с2 от 0,15 до 0,6 м для разных автомобилей. При этом условия нагружения автомобиля практически не влияют на результаты испытаний.
С увеличением выпуска переднеприводных автомобилей увеличивалось влияние величины момента, подводимого к ведущим колесам, на устойчивость кругового движения. Поэтому в последние годы стали распространяться испытания по выключению привода при круговом движении (выключению сцепления или торможению двигателем). Испытания, выполненные с 15 различными моделями автомобилей, показывают, что при малых боковых ускорениях большинство автомобилей ведет себя примерно одинаково-при торможении двигателем происходит незначительное уменьшение радиуса поворота (переднеприводные автомобили).
Увеличение кривизны становится значительным, когда выключение сцепления происходит при поперечном ускорении 7…8 м/с2, что на сухом бетонном покрытии близко к критическому режиму по сцеплению в боковом направлении. При начальном радиусе 40 м уменьшение радиуса при резком отпускании педали подачи топлива составило 15-25 м. В отдельных случаях происходит произвольный поворот на 180°. Очевидно, что активная безопасность, зависящая от курсовой устойчивости, тем выше, чем меньше изменение радиуса поворота.
3. Характеристики реакции автомобиля на поворот рулевого колеса
Характеристики реакций автомобиля на поворот руля получают в процессе неустановившегося движения автомобиля. Наибольшее распространение получили три метода испытаний:
- быстрый поворот руля из нейтрального положения на определенный угол;
- поворот руля по синусоидальному закону с различной амплитудой и частотой;
- освобождение руля, повернутого на определенный угол в процессе кругового движения с постоянной скоростью.
Испытания проводятся при постоянном положении педали подачи топлива с начальной скоростью (до маневра) от 40 до 100 км/ч.
При определении реакции автомобиля на резкий поворот руля скорость поворота выдерживают не менее 7-10 рад/с с постепенным увеличением угла поворота до предела, соответствующего границе устойчивого движения (для грузовых автомобилей - начало поперечною опрокидывания). Скорость движения и угол поворота руля подбирают, чтобы получить установившееся поперечное ускорение после выхода автомобиля на круговую траекторию не менее 4 м/с2. При этом виде испытаний получаются характеристики изменения угловой скорости и поперечного ускорения по времени и время реакции автомобиля на поворот рулевого колеса (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Реакции автомобиля на быстрый поворот руля:
αр - угол поворота руля;